Aço de liga SAE AISI 4140
SAE 4140 (aço AISI 4140) é uma série Cr-Mo (Chrome série molibdênio) aço de baixa liga, o material tem alta resistência e temperabilidade, boa tenacidade, pequena deformação durante a têmpera, alta resistência à fluência e resistência duradoura em alta temperatura.
Usos do aço 4140
O aço-liga AISI SAE 4140 pode ser transformado em barra de aço redonda, barra de aço plana e quadrada, chapa de aço, tubo de aço e tem muitos usos nas indústrias aeroespacial, de petróleo e gás e automotiva, os usos típicos são vasos de pressão de paredes finas, forjados engrenagens e eixos (eixos de motores, eixos de bombas, eixos hidráulicos, etc.), fusos (fusos de torno, fusos de fresagem, etc.), colares, braçadeiras, parafusos de alta resistência, castelo de válvula, parafusos, porcas, sem-fim, pinças, barras de torção e diversas peças carburadas.
Folha de dados e especificações
Abaixo estão as planilhas de dados de liga de aço 4140, incluindo composição química, propriedades e gráfico equivalente, etc.
Composição Química AISI SAE 4140
A tabela abaixo lista a composição química do AISI 4140.
| Composição Química AISI SAE 4140 (%) | ||||||||
| Aço (UNS) | C | Si | Mn | P(≤) | S (≤) | Cr | Mo | Não |
| 4140 (G41400) | 0,38-0,43 | 0,15-0,35 | 0,75-1,00 | 0,035 | 0,040 | 0,80-1,10 | 0,15-0,25 | – |
Propriedades Mecânicas do Aço AISI 4140
As propriedades mecânicas do material 4140 são fornecidas na tabela abaixo.
| Aço | Resistência à tração, Mpa (ksi) | Força de rendimento, Mpa (ksi) | Alongamento em 50 mm (2 pol.), % | Redução de área, % | Dureza (HB) | Diâmetro da amostra | Condições |
| AISI4140 | 1020 (148) | 655 (95) | 17,7 | 46,8 | 302 | 25,4 mm (1 pol.) | Normalizado a 870 °C (1600 °F) |
| 655 (95) | 414 (60) | 25,7 | 56,9 | 197 | Recozido a 815 °C (1500 °F) | ||
| 1075 (156) | 986 (143) | 15,5 | 56,9 | 311 | Água temperada a 845 °C (1550 °F) e temperada a 540 °C (1000 °F) |
Propriedades Físicas SAE 4140
Notas: 10-6/K = 10-6.K-1 = (µm/m)/°C
| Material 4140 coeficientes de expansão térmica linear | ||
| Temperatura, °C (°F) | Valor (10-6/K) | Tratamento ou condição |
| 20-100 (68-212) | 12.2 | Óleo endurecido, temperado |
| 20-200 (68-392) | 12.6 | |
| 20-400 (68-752) | 13.6 | |
| 20-600 (68-1112) | 14,5 | |
| 4140 condutividade térmica | ||
| Valor (W/m·K) | Temperatura, °C (°F) | Tratamento ou condição |
| 42,7 | 100 (212) | Endurecido e temperado |
| 42,3 | 200 (392) | |
| 37,7 | 400 (752) | |
| 33.1 | 600 (1112) | |
| Calor Específico AISI/SAE 4140 | ||
| Valor (J/Kg·K) | Temperatura, °C (°F) | Tratamento ou condição |
| 473 | 20-200 (68-392) | Endurecido e temperado |
| 519 | 20-400 (68-752) | |
| 561 | 20-600 (68-1112) | |
| Resistividade Elétrica Mateiral 4140 | ||
| Valor (μΩ·m) | Temperatura, °C (°F) | Tratamento ou condição |
| 0,22 | 20 (68) | Endurecido e temperado |
| 0,26 | 100 (212) | |
| 0,33 | 200 (392) | |
| 0,48 | 400 (752) | |
| 0,65 | 600 (1112) | |
Tratamento térmico de aço material 4140
A tabela a seguir mostra o tratamento térmico do aço AISI 4140, dureza Rockwell.
| Tratamento térmico de material 4140 | Temperatura, °C (°F) | Dureza do aço 4140 | Resfriamento/Agente |
| Normalizando | 870 (1600) | 302 HB | Ar |
| anelamento | 790-845 (1455-1555) | 197 HB | Resfriamento do forno |
| Têmpera | 830-845 (1525-1555) | Óleo | |
| Temperagem (2 horas) | 205 (400) | 58 HRC | Endurecimento de óleo |
| 260 (500) | 54 HRC | ||
| 315 (600) | 50 HRC | ||
| 370 (700) | 47 HRC | ||
| 425 (800) | 45 HRC | ||
| 480 (900) | 40 HRC | ||
| 540 (1000) | 35 HRC | ||
| 595 (1100) | 33 HRC | ||
| 650 (1200) | 28 HRC |
Normalizando
O aço-liga 4140 é normalmente normalizado a 870 °C (1600°F) e deve ser resfriado a uma temperatura especificada em ar parado.
Recozimento Esferoidizante
Para o recozimento esferoidizante da liga de aço 4140, ele precisa de tratamento térmico a 749 °C (1380 °F), seguido de resfriamento lento até 666 °C (1230 °F) a uma taxa de 6 °C (10 °F)/hora, ou resfriamento rápido a 675 °C (1250 °F) para recozimento isotérmico.
Recozimento Completo
Tratamento térmico a 845 °C (1555 °F), resfriamento lento de 755 °C (1390 °F) a uma taxa de 14 °C (25 °F)/hora até 665 °C (1230 °F) ou resfriamento rápido a 675 °C (1250 °F) por 5 horas de recozimento isotérmico.
Temperamento
A temperatura de revenido da liga de aço 4140 pode ser de 204-649 ° C (400-1200 ° F) após a normalização e têmpera em óleo, e a dureza Rockwell correspondente pode ser obtida.
Forjamento
A temperatura de forjamento do material 4140 é de cerca de 1232 °C (2250 °F).
Soldagem de Aço 4140
Todos os processos comuns de soldagem a arco, como (SAW, SMAW, FCAW, GMAW, GTAW) podem ser usados para soldar liga de aço 4140, mas para evitar trincas, deve ser pré-aquecido a 170-350 °C (350-650 ° F) antes da soldagem, a temperatura interpasse de pré-aquecimento depende da espessura da seção do aço.
Material Equivalente
O material equivalente ao AISI 4140 está listado na tabela abaixo.
| Material equivalente a AISI 4140 | |||||||||
| EUA | União Europeia | China | Japão | ISO | |||||
| Padrão | Nota (UNS) | Padrão | Classe (Número do Aço) | Padrão | Nota | Padrão | Nota | Padrão | Nota |
| AISI-SAE; ASTM A29/A29M |
4140 (G41400) | EN 10083-3 | 42CrMo4 (1,7225) | GB/T 3077 | 42CrMo | JISG 4105 | SCM440 | ||
